激光改性对YSZ热障涂层结构与性能的影响

采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)在Ni基单晶基体表面制备双层结构的热障涂层后,利用脉冲Nd:YAG激光对其进行表面改性处理,获得具有复合陶瓷层结构的热障涂层试样。然后,对激光改性前后2组试样同时进行了1100℃高温氧化处理,并采用SEM和XRD分析了激光改性对涂层微观形貌和组织结构,以及抗氧化性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:激光改性处理后,试样表面形成平整致密的重熔层组织,该组织与原柱状晶组织共同构成了复合结构的陶瓷层,复合结构的陶瓷层减缓了有害元素向基体的扩散行为,提高了涂层的抗氧化性能和耐腐蚀性能。     

等离子喷涂“桩钉结构”YSZ激光改性热障涂层的组织与性能（英文）

本试验采用大气等离子喷涂(APS)在含有NiCoCrAlYTa粘结层的镍基高温合金基体表面沉积氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ)热障涂层,然后采用Nd:YAG的脉冲激光对热障涂层表面进行选择性激光表面改性处理,最后对喷涂态和"桩钉结构"激光改性YSZ涂层的组织与性能进行分析研究。结果表明:选择性激光表面改性形成的单元体表面粗糙度明显降低,表面的孔隙基本消除,同时形成了垂直于表面的分割网状裂纹,激光改性的"桩钉结构"单元体中还包含有柱状晶和等轴晶组织。XRD分析发现,喷涂态与"桩钉结构"单元体中都包含有非平衡四方相T',然而经过激光改性后,喷涂态中的单斜相M消失,72°~76°范围中T'峰明显增大。结果还发现,"桩钉结构"激光表面改性后,喷涂态YSZ热障涂层的平均结合性能由7.3 MPa增大到13.3 MPa;"桩钉结构"YSZ涂层的隔热性能比喷涂态的隔热性能有所下降,这是由于激光表面改性导致陶瓷层组织结构改变所造成的。     

TiAl合金等离子喷涂CoNiCrAlY+(ZrO2+Y2O3)涂层性能的研究

利用等离子喷涂法在TiAl合金基体表面依次喷涂结合紧密的过渡CoNiCrAlY涂层和(ZrO2 Y2O3)的陶瓷热障涂层，并进行高温氧化试验。用XRD、SEM检测了试样的显微组织、结构及形貌，结果表明，经等离子喷涂处理后TiAl合金表面形成陶瓷热障涂层且与基体结合紧密；过渡层的硬度有所增大，表面陶瓷层的硬度显著增高，耐磨性能提高；进行850℃和1000℃高温静态氧化试验，TiAl合金表面高温抗氧化能力也显著提高。     

TC4表面超音速等离子喷涂热障涂层的研究

利用超音速等离子喷涂技术在TC4合金基体表面喷涂由CoNiCrAlY过渡层和ZrO2陶瓷面层组成的梯度热障涂层,并进行800℃静态高温氧化试验.采用SEM,XRD分析了涂层的组织、形貌及结构,并研究了涂层表面硬度的变化.结果表明:TC4合金经等离子喷涂处理后表面形成陶瓷热障涂层且与基体结合紧密,表面高温抗氧化能力提高.     

等离子喷涂YSZ热障涂层桩钉结构激光表面改性

实验采用大气等离子喷涂技术在镍基高温合金基体表面制备了ZrO2-7%Y2O3 热障涂层,利用Nd:YAG脉冲激光对YSZ涂层进行桩钉结构选择性激光表面改性。重点考察桩钉结构激光表面改性对涂层的组织结构和性能的影响。结果显示,桩钉结构激光表面改性有助于降低涂层表面的粗糙度,消除表面的孔隙,产生了垂直于表面的网状裂纹。桩钉结构激光改性区域的横截面出现柱状晶及等轴晶结构。XRD分析表明,喷涂涂层和激光表面改性区都存在有非平衡T'' 四方相,但是经过激光表面改性后,喷涂涂层中的单斜相M消失,同时在2θ为72-76°范围内非平衡T'' 在[004]方向增强。拉伸结果显示,桩钉结构选择性激光表面改性涂层的结合强度由喷涂涂层的7.3MPa增加到13.3MPa。隔热测试结果表明,相对于喷涂涂层,桩钉结构激光表面改性涂层的隔热性能有所下降,这是由于激光表面改性造成陶瓷层结构改变所致。     

表面强化对EB—PVD热障涂层的高温氧化性能及结合强度的影响

采用电子束物理气相沉积（EB－PVD）方法在DZ22合金基体上沉积制得了在NiCoCrA1Y粘结层和YSZ（Yt-tria Stabilized Zirconia)陶瓷顶层组成的双层结构的热障涂层。研究了NiCoCrA1Y粘结层表面的喷丸强化处理对热障涂层的抗氧化性能的影响,利用MTS测试了经等温氧化不同时间后的热障涂层内部的结合强度,并采用SEM和XRD观察和分析了涂层的界面结合以及相组成。结果表明,等温氧化后热障涂层内部的结合强度急剧降低,在位伸和剪切应力作用下,涂层沿着TGO（Thermally Grown Oxide）层内部断裂失效,强度为0．3MPa的表面喷丸处理能显著提高热障涂层的抗氧化性能和涂层内部TGO层的结合强度。     

基体喷丸处理对电泳沉积YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层显微组织、相变和性能的影响（英文）

采用电泳沉积技术在喷丸处理和未处理的Inconel600高温合金基体表面制备YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层,然后进行真空烧结。使用X射线衍射、扫描电子显微镜和电子探针能谱仪分析复合涂层的组成和相变,分析和讨论基体喷丸处理后的YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层的显微组织结构和性能之间的关系。结果显示,基体喷丸处理后的YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层在1100°C等温氧化100 h后的结合强度和抗氧化增重分别是3.3 N和0.00817 mg/cm~2,而基体未处理的YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层的结合强度和抗氧化增重分别为2.6 N和0.00559 mg/cm~2。在能谱分析得出喷丸处理的涂层在等温氧化后出现明显的铬元素从基体向涂层扩散。基体喷丸处理后的YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层具有更优异的结合性能和抗高温氧化性能。     

热障涂层先进结构设计研究进展

随着航空航天技术的不断发展,不断提高的涡轮前进口温度及恶劣的使用环境对镍基高温合金的使用性能提出了更高的要求。热障涂层是一种应用于涡轮发动机热端部件的表面技术,通过沉积在镍基高温合金表面,降低合金表面的温度。概述了采用传统单层层状氧化钇部分稳定氧化锆热障涂层的优势,包括较低的制备成本、便捷的制备方式及较低的层间热膨胀失配应力。同时,归纳了单层层状热障涂层在高温环境下存在的问题,包括氧化锆相变与烧结造成的涂层失效,以及热膨胀系数和断裂韧性较差的新型陶瓷材料无法直接制备在黏结层表面。在此基础上重点综述了近年来热障涂层先进结构设计的研究进展,包括双层层状结构、柱状结构、垂直裂纹结构及复合结构热障涂层,其中复合结构包括激光表面改性结构、梯度涂层结构及粉末镶嵌结构热障涂层。针对各种先进结构热障涂层,分别从微观结构、热震寿命、涂层内部应力、耐腐蚀性能、抗氧化性能等方面进行了归纳,并总结了各先进结构热障涂层现阶段发展的不足之处。最后展望了热障涂层先进结构设计的发展方向。     

耐热钢表面等离子喷涂NiCrAlY＋(ZrO2＋Y2O3)热障涂层性能研究

利用等离子喷涂法在耐热钢1Cr18Ni9Ti基体表面喷涂NiCrAlY＋（ZrO2＋Y2O3）陶瓷热障涂层，并进行高温隔热性能试验，用XRD、SEM检测了试样的金相组织、结构及形貌，结果表明，陶瓷热障涂层与1Cr18Ni9Ti基体结合紧密；表面陶瓷层经高温氧化后处理后其硬度显著增高；进行850℃高温隔热性能试验，1Cr18Ni9Ti表面热障涂层隔热能力显著提高，达75℃。     

钛合金表面等离子喷涂热障涂层性能的研究

用等离子喷涂法在钛合金（Ti6Al4V）表面制备NiCrAlY＋（ZrO2＋Y2O3）陶瓷热障涂层。用XRD、SEM检测了涂层的金相组织、结构及形貌。对喷涂前后的试样在600℃进行了高温氧化实验,给出了氧化动力学曲线。结果表明．钛合金经等离子喷涂处理后表面形成陶瓷热障涂层且与基体结合紧密,涂层的厚度约为210um。所形成的热障涂层显著地提高了钛合金的高温抗氧化性能．降低了氧化速率,致密的氧化膜对继续氧化有阻碍作用。     

Effects of electrode contact condition on electrical dynamic resistance during resistance spot welding

This study systematically investigates the effects of electrical resistance at the workpiece/electrode interface or electrode face on temperature dependent dynamic resistance during resistance spot welding (RSW). To evaluate temperature transport equations of mass, momentum, energy, species and magnetic field intensity in workpieces, the energy and magnetic equations in the electrode are solved. Contact resistances composed of constriction and film resistances are functions of hardness, temperature, electrode force and surface conditions. The results show that dynamic resistance is complicated due to different variations of film and constriction resistances with temperature at not only the faying surface but also the electrode face in the early stage, i.e. shorter than around 3 cycles. Dynamic resistance in this stage is fortunately insignificant to transport processes. When the power is off, dynamic resistance depends on competition between decreased bulk resistance and increased constriction resistance at the electrode face. Decreased constriction resistance at the electrode face reduces dynamic resistance and temperature.     

Measurement of dynamic resistance in resistance spot welding

The conventional methods of determining the dynamic resistance were mostly done by measuring the voltage and current at secondary side of transformer in resistance welding machines, in which the measuring set-up normally interferes with the movement of electrode, and the measuring precision is influenced by inductive noise caused by the high welding current. In this study, the dynamic resistance is determined by measuring the voltage at primary side and current at secondary side. This increases the accuracy of measurement because of higher signal-noise ratio, and allows to apply to in-process system without any wires connected to electrodes.     

碳含量对Al0.5Co0.5NiCrFe高熵合金涂层组织与性能的影响

使用氩弧熔覆制备不同碳含量Al_0.5Co_0.5NiCrFe高熵合金涂层,研究碳含量对Al_0.5Co_0.5NiCrFe高熵合金涂层组织与性能的影响。结果表明:碳加入后,高熵合金均由单一的FCC结构组成,并没有表征出其他物质,但根据高熵合金显微组织与能谱分析可以发现,高熵合金的枝晶间有碳铬化合物生成。高熵合金涂层的组织为典型的树枝晶结构,随着碳含量的增加,组织不断细化。随碳含量的增加,高熵合金涂层的硬度不断升高,当碳含量为4%时,硬度(383.2 HV0.5)和耐磨性均为最佳。随碳含量的不断增加,高熵合金的耐腐蚀性先增强后减弱,碳含量为2%时耐腐蚀性最佳。根据单位面积氧化增量,高熵合金的抗氧化性先增大后减小,当碳含量为2%时,抗氧化性最佳。     

大电阻介质下的铝合金电阻点焊

在介绍大电阻介质材料的制备及其在铝合金点焊中的应用方法的基础上,以LF21防锈铝合金点焊为例,经金相试样分析及扫描电镜分析,对比研究了在不同的焊接电流下,应用介质材料与未应用介质材料时的熔核形貌、缺陷及组织.结果表明,未加入大电阻介质的点焊熔核均出现气孔和未熔合缺陷;而加入大电阻介质,形核效果良好,有个别小气孔但未出现影响焊点力学性能的未熔合缺陷.此外,加入大电阻介质降低了对焊件表面质量的要求,从而提高了铝合金点焊质量的稳定性;可降低焊接电流,导致较低的电极温度从而提高了电极寿命.     

合金元素对奥氏体球铁高温性能的影响

研究了合金元素对奥氏体球铁高温机械性能、抗氧化性和抗热冲击性能的影响，提出了合金元素的最佳含量。用该奥氏体耐热球铁替代原用耐热钢作渗碳、淬火炉用构件，使用寿命提高1.2～1．6倍，成本降低20％。     

Fabrication of the Coatings for the High-temperature Oxidation Resistance on Hydrogen Resistance Steel

Alumina coating is used to improve the performance of high-temperature oxidation resistance,which can be fabricated on the surface of hydrogen resistance steel by two methods,thermal oxidation of arc ion plated Al coating and reactive magnetron sputtering.Elemental composition,structures and surface morphologies of the coating were analyzed and compared in this paper.The surface of the coatings,which was made by the first method,was composed of α-Al2O3 phase and internal was Fe-Al alloy phase.The Alumina coatings made by the second method were amorphous.In addition,appearances of Alumina coatings fabricated by these two methods were quit different,which were grey and transparent respectively.Both of the two kinds of coatings meet to the needs of high-temperature oxidation resistance.     

钢铁渗铝及渗铝钢的性能

铝原子向钢中的渗透,完全遵守Ｆｉｃｋ扩散定律;同时探讨了渗铝层耐氧化、耐腐蚀、耐磨损的机理。     

硼对堆焊合金组织与性能的影响

研究了不同含硼量时堆焊合金的组织与性能。结果表明，随着含硼量的增加，堆焊层的硬度与耐磨性不断提高，堆焊层的组织状态也发生转化，逐渐由亚共析态转变为过共析态、共晶态乃至过共晶态，其中共晶组织或接近共晶态的组织抗冲击性能最好．而接近共晶成分的过共晶组织硬度与耐磨性最高。     

硼砂浴内金属材料耐蚀性及抗氧化性的研究

通过对多种耐热不锈钢进行硼砂浴腐蚀及抗氧化试验,研究了各种耐热不锈钢在硼砂浴中的耐腐蚀性及高温抗氧化性。研究结果表明,材料中元素的种类及含量对硼砂浴炉用金属材料的使用寿命有较大影响,其中Ni、Cr元素对材料的耐蚀性及抗氧化性起着决定性作用。材料中Cr含量在20%左右及Ni含量在35%左右时得到最佳的耐蚀性。Cr含量与Ni含量之和不小于45%的材料的高温抗氧化性符合硼砂浴的使用要求。耐热不锈钢的腐蚀主要集中在硼砂浴与空气的交界面处,其他位置腐蚀较弱。硼砂浴中Na2O和B2O3的存在加速了耐热不锈钢的腐蚀。这些研究结果为硼砂浴用坩埚及工夹具的选材提供了依据。     

DPC内涂层技术在石油专用管中的应用

介绍了一种改性环氧酚醛涂料(DPC)及其结构特点,介绍了该涂层的耐化学腐蚀性、耐高温性以及耐磨性,及涂层的施工工艺等。对DPC在油田专用设备上的应用情况进行了描述,该项技术适用于严重腐蚀并有磨损的油田环境,是新一代钻探设备的配套技术。